【正文】 .......................... 4 設(shè)計(jì)總體思路 ................................................. 4 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)框圖 ............................................... 4 主要模塊功能簡(jiǎn)介 ............................................. 4 外部配件材料的選擇 ........................................... 5 第 3 章 硬件模塊電路設(shè)計(jì) ............................................. 6 硬件組成部分 ................................................. 6 主要模塊電路設(shè)計(jì) ............................................. 6 單片機(jī)模塊 ............................................. 6 溫度檢測(cè)模塊 ........................................... 7 液晶顯示模塊 ........................................... 8 按鍵控制模塊 ........................................... 8 總系統(tǒng)電路 .................................................. 9 第 4 章 軟件模塊電路設(shè)計(jì) ............................................ 10 設(shè)計(jì)總體思路 ............................................... 10 燒開水功能設(shè)計(jì)特點(diǎn) ......................................... 10 控制程序工作流圖 ............................................ 10 系統(tǒng)主程序 .................................................. 11 第 5 章 系統(tǒng)測(cè)試 .................................................... 12 硬件部分測(cè)試 ............................................... 12 熱水壺功能測(cè)試 ........................................ 12 系統(tǒng)誤差分析 .......................................... 12 軟件部分測(cè)試 ............................................... 12 結(jié)果分析 ................................................... 12 結(jié)論 ............................................................... 14 致謝 ............................................................... 15 參考文獻(xiàn) ........................................................... 16 附錄 1 電路原理圖與 PCB 圖 .......................................... 17 附錄 2 系統(tǒng)總程序代碼 ............................................... 19 附錄 3 元器件清單 ................................................... 30 附錄 4 設(shè)計(jì)實(shí)物圖 ................................................... 31 [Abstract]......................................................... 32 1 基于單片機(jī)的智能熱水壺系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【內(nèi)容摘要】 在日常生活中，熱水壺有著十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 【關(guān)鍵詞】 單片機(jī)；智能；熱水壺； DS18B20；燒水； 2 第 1 章 緒論 研究背景 近年來，隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用研究不斷深入，傳統(tǒng)控制檢測(cè)快速更新。隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量在逐步增加。 隨著社會(huì)的快速發(fā)展，智能新產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，比如數(shù)碼相機(jī)、平板電腦等一系列的 新鮮的事物，人們的日常生活中也發(fā)生了極大的變化。在早期的中國，電熱水壺很早就開始了工業(yè)生產(chǎn)，但其主要面向出口。其次，雖然飲水機(jī)在我國的普及率很高，但由于飲水機(jī)體積大，重復(fù)加熱，存在二次污染的問題，于是提供了電水壺產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會(huì) [1]。 溫度檢測(cè)模塊 周期性采集溫度信號(hào)，判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，傳送至單片機(jī)內(nèi)處理。 加熱裝置模塊 用于加熱水壺中的水，使水達(dá)到設(shè)定的溫度。在水壺底部和加熱片上都涂上一層導(dǎo)熱膠，使冷水受熱均勻、加熱的速度更快，減少等待時(shí)間。 其中， STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種 CMOS8 位微控制器。 圖 31 STC89C52RC 芯片 STC89C52 單片機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成 ，其 具有以下功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選 [4]。 溫度控制模塊 比較熱電偶溫度傳感器，它的實(shí)現(xiàn)過程為：靠光敏電阻檢測(cè)光照的大小，光照的大小改變電阻的大小，再給電阻一個(gè)外加電壓，就改變了電壓的大小，再用轉(zhuǎn)換器件檢測(cè)電壓的變化并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，隨后傳到單片機(jī) 上作一定的處理后去控制相應(yīng)的數(shù)碼管來顯示當(dāng)時(shí)的溫度。 低功耗 、 微型化 、 抗干擾能力很強(qiáng)，可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)數(shù)字讀數(shù)方式，便于與微處理器進(jìn)行接口 。 圖 32 DS18B20 引腳圖 8 圖 33 DS18B20 內(nèi)部系統(tǒng)框圖 液晶顯示模塊 本次設(shè)計(jì)采用的液晶顯示屏為 LM016L，除了 PROTEUS中 016沒有顯示調(diào)亮度的兩個(gè)端口，它與 LCD1602具有相同的原理。 液晶顯示屏、 LCD1602 管腳分布圖如圖 3 35 所示。 再 考慮到單片機(jī)和液晶顯示屏的功耗，使用電池供電比較費(fèi)電，并且電流也達(dá)不到要求，所以也直接用三端穩(wěn)壓器供電，電流大、電壓穩(wěn)定。 指定溫度加熱冷水。于是本設(shè)計(jì)中相應(yīng)的在溫度控制模塊中采用周期性采樣溫度的方式，每 10s保存一次溫度 值，通過每次的采樣進(jìn)行比較進(jìn)而尋找水溫的最大值，如果沒有更大的水溫值，則水達(dá)到沸點(diǎn)，若溫度穩(wěn)定持續(xù)超過 3分鐘，并且水溫超過 80度，此時(shí)可判斷水燒開了，隨后熱水壺自動(dòng)斷開電源。 11 圖 41 控制程序工作流圖 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)主程序代碼詳見附錄 2。 熱水壺功能測(cè)試 在水壺內(nèi)盛上大約 100ml 的冷水，放置在涂上一層導(dǎo)熱膠的加熱板上，將 1個(gè) DS18B20 溫度傳感器探頭放進(jìn)水中用于檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度，再將程序下載至主控板內(nèi)后接通電源，選擇“ 1”模式開始燒水，觀察并記錄如下： ，在液晶顯示屏上正常顯示實(shí)時(shí)水溫和工作模式。本設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)中存在的誤差是在可以接受的范圍內(nèi)的，由于 DS18B20 本身存在一定的系統(tǒng)誤差，以及檢測(cè)過程中溫度環(huán)境不均勻、水流滾動(dòng)影響等因素，因此設(shè)計(jì)采用周期采樣溫度的方法測(cè)定溫度。 軟件部分測(cè)試 本設(shè)計(jì)使用 C語言在 keil uvision開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行編程， 該軟件兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng) ， 編譯過程中對(duì)于出錯(cuò)的地方給出清楚的 位置，方便開發(fā)者 改進(jìn)錯(cuò)誤 ?？傮w來說，這些功能的實(shí)現(xiàn)達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)題目上的要求，并且本設(shè)計(jì)的外形設(shè)計(jì)提高了安全性和靈活性，具有操作簡(jiǎn)單、實(shí)用等特點(diǎn)。